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Java8-21的核心特性以及用法

news 2025/8/29 9:02:17

Java8

1. Lambda表达式‌
‌理解‌：简化匿名内部类，允许将函数作为方法参数传递。
‌用法‌：(参数) -> {表达式或代码块}
‌示例‌：
// 传统匿名内部类
Runnable r1 = new Runnable() {@Overridepublic void run() {System.out.println("Hello");}
};// Lambda简化
Runnable r2 = () -> System.out.println("Hello");
‌2. Stream API‌
‌理解‌：函数式数据流操作（过滤、映射、聚合等），支持链式调用。
‌用法‌：通过stream()创建流，结合filter/map/collect等方法。
‌示例‌：
List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");
List<String> filtered = names.stream().filter(name -> name.startsWith("A")) // 过滤.map(String::toUpperCase)             // 映射.collect(Collectors.toList());        // 收集为List
‌3. 方法引用‌
‌理解‌：进一步简化Lambda，直接引用已有方法。
‌用法‌：类名::方法名 或 对象::方法名。
静态方法引用：ClassName::staticMethod
实例方法引用：instance::method 或 ClassName::instanceMethod（特殊形式）
构造方法引用：ClassName::new
‌示例‌：
// Lambda写法
names.forEach(name -> System.out.println(name));// 方法引用简化
names.forEach(System.out::println);// 1. 静态方法引用
Function<String, Integer> f1 = Integer::parseInt;// 2. 绑定实例方法引用
String str = "test";
Supplier<Integer> f2 = str::length;// 3. 未绑定实例方法引用
Function<String, Integer> f3 = String::length;// 4. 构造方法引用
Supplier<List<String>> f4 = ArrayList::new;
‌4. 默认方法（Default Methods）‌
‌理解‌：接口中可以定义默认实现，避免破坏现有实现类。
‌用法‌：default关键字修饰接口方法。
‌示例‌：
interface Vehicle {default void start() {System.out.println("Vehicle started");}
}class Car implements Vehicle {} // 无需重写start()
‌5. Optional类‌
‌理解‌：包装可能为null的值，避免空指针异常。
‌用法‌：Optional.ofNullable()结合orElse()/ifPresent()。
原理：

‌封装与空安全‌
本质是泛型不可变容器类（final class Optional<T>）
通过私有构造器强制要求非空值必须显式包装
空值统一用private static final Optional<?> EMPTY表示
‌核心实现机制‌
值存储：private final T value字段存储实际对象
空检查：所有方法内部首先检查value == null
链式调用：方法返回新Optional实例保证不可变性
‌关键方法实现‌
of()：直接赋值前进行非空校验（Objects.requireNonNull）
ofNullable()：允许传入null值，内部转为EMPTY实例
map()/flatMap()：通过函数式接口实现惰性求值
orElse()：通过Supplier延迟备选值计算
‌线程安全设计‌
所有字段声明为final（包括存储的value）
不提供修改内部状态的方法
每次操作返回新实例（类似String的不可变性）
‌性能优化点‌
EMPTY单例模式减少对象创建
静态工厂方法避免重复校验
流式API避免中间对象分配
‌示例‌：
Optional<String> name = Optional.ofNullable(getName());
String result = name.orElse("Default"); // 如果为null返回默认值
name.ifPresent(System.out::println);    // 非空时执行
‌6. 新的日期时间API（java.time）‌
‌理解‌：替代java.util.Date，线程安全且易用。
‌核心类‌：LocalDate、LocalTime、ZonedDateTime、LocalDateTime。
‌示例‌：
LocalDate today = LocalDate.now();
LocalDate nextWeek = today.plusDays(7);
DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd");
String formatted = today.format(formatter);
‌7. 函数式接口（@FunctionalInterface）‌
‌理解‌：只有一个抽象方法的接口，支持Lambda。
Java 8中主要的函数式接口可分为四大类，位于java.util.function包中：
一、核心函数式接口
‌Function<T,R>‌
方法：R apply(T t)
用途：接受一个输入返回一个结果
‌Consumer<T>‌
方法：void accept(T t)
用途：消费一个输入不返回结果
‌Supplier<T>‌
方法：T get()
用途：无输入返回一个值
‌Predicate<T>‌
方法：boolean test(T t)
用途：输入判断返回布尔值
二、原始类型特化接口
‌IntFunction<R>‌ / ‌DoubleFunction<R>‌
专为基本类型优化的Function
‌ToIntFunction<T>‌ / ‌ToDoubleFunction<T>‌
返回基本类型的Function
‌IntConsumer‌ / ‌DoubleConsumer‌
基本类型的Consumer
三、二元操作接口
‌BiFunction<T,U,R>‌
方法：R apply(T t, U u)
双参数Function
‌BiConsumer<T,U>‌
方法：void accept(T t, U u)
双参数Consumer
‌BiPredicate<T,U>‌
方法：boolean test(T t, U u)
双参数Predicate
四、组合与特殊接口
‌UnaryOperator<T>‌
继承Function<T,T>
输入输出类型相同
‌BinaryOperator<T>‌
继承BiFunction<T,T,T>
两个同类型输入返回同类型结果
‌ObjIntConsumer<T>‌
方法：void accept(T t, int value)
混合对象与基本类型的Consumer
其他重要接口
‌Comparator<T>‌
方法：int compare(T o1, T o2)
排序专用接口
‌Runnable‌
方法：void run()
多线程基础接口
这些接口都使用@FunctionalInterface注解标注，支持lambda表达式和方法引用。实际开发中，90%的场景使用前4个核心接口即可满足需求，特殊场景才会用到其他特化接口。
‌示例‌：
@FunctionalInterface
interface Greeting {void sayHello(String name);
}Greeting greet = name -> System.out.println("Hello, " + name);
greet.sayHello("Alice");
8. 并行流（Parallel Stream）‌
‌理解‌：利用多核CPU并行处理数据。
‌用法‌：通过parallelStream()创建。
‌示例‌：
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4);
int sum = numbers.parallelStream().reduce(0, Integer::sum);
Java 8并行流特性详解
一、并行流基本概念
Java 8的并行流(Parallel Stream)是Stream API的一个重要特性，它允许将流操作自动并行化处理，利用多核处理器的优势提高数据处理效率。
二、核心原理
‌Fork/Join框架基础‌
并行流底层使用Fork/Join框架实现
采用工作窃取(work-stealing)算法提高并行效率
默认使用ForkJoinPool.commonPool()线程池
‌分割-执行-合并模式‌
将数据源分割为多个子集
并行处理各个子集
合并处理结果
‌并行度控制‌
默认并行度等于CPU核心数
可通过System.setProperty("java.util.concurrent.ForkJoinPool.common.parallelism", "N")调整
三、使用方法
1. 创建并行流
// 从集合创建并行流 List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c"); Stream<String> parallelStream = list.parallelStream(); // 将顺序流转为并行流 Stream<String> stream = Stream.of("a", "b", "c"); Stream<String> parallel = stream.parallel();
2. 常用并行操作
List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10); // 并行过滤 List<Integer> evenNumbers = numbers.parallelStream() .filter(n -> n % 2 == 0) .collect(Collectors.toList()); // 并行映射 List<Integer> squaredNumbers = numbers.parallelStream() .map(n -> n * n) .collect(Collectors.toList()); // 并行归约 int sum = numbers.parallelStream() .reduce(0, Integer::sum);
四、性能考虑因素
‌数据量大小‌
小数据集(通常<1000元素)可能不适合并行
大数据集更能体现并行优势
‌操作特性‌
计算密集型操作适合并行
I/O密集型操作可能不适合
‌可分解性‌
ArrayList、数组等可高效分割
LinkedList等分割成本较高
‌合并成本‌
某些操作(如collect)的合并成本可能较高
五、注意事项
‌线程安全问题‌
并行流操作应避免共享可变状态
确保操作是无状态的
‌顺序依赖‌
并行流不保证处理顺序
需要顺序时使用forEachOrdered
‌短路操作‌
findFirst等操作在并行下可能性能下降
考虑使用findAny替代
‌副作用‌
避免在并行流中产生副作用
使用线程安全的数据结构或同步机制
六、高级用法
‌自定义线程池‌
ForkJoinPool customPool = new ForkJoinPool(4); customPool.submit(() -> list.parallelStream() .forEach(System.out::println) ).get();
‌避免共享状态‌
// 错误示例 - 共享可变状态 int[] sum = {0}; numbers.parallelStream().forEach(n -> sum[0] += n); // 线程不安全 // 正确做法 int safeSum = numbers.parallelStream().reduce(0, Integer::sum);
‌性能监控‌
long start = System.nanoTime(); result = data.parallelStream().map(...).collect(...); long duration = (System.nanoTime() - start) / 1_000_000; System.out.println("并行处理耗时: " + duration + " ms");
七、适用场景
‌大数据集处理‌
‌计算密集型操作‌
‌无状态、无顺序要求的操作‌
‌可分割的数据源‌
并行流是Java 8中强大的数据处理工具，合理使用可以显著提高性能，但需要根据具体场景谨慎选择。

Java9

‌1. 模块系统（JPMS）‌
‌理解‌：将代码组织成模块，明确依赖关系和访问控制，解决JAR地狱问题。
‌用法‌：在项目根目录创建module-info.java文件。
‌示例‌：
// module-info.java
module com.example.myapp {requires java.base;       // 依赖基础模块requires java.sql;        // 依赖SQL模块exports com.example.util; // 导出包供其他模块使用
}
2. JShell（REPL工具）‌
‌理解‌：交互式命令行工具，直接执行Java代码片段。
‌用法‌：命令行输入jshell，直接输入表达式或代码。
‌示例‌：
jshell> int x = 10;
jshell> System.out.println(x * 2);
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3. 集合工厂方法‌
‌理解‌：快速创建不可变集合（List、Set、Map）。
‌用法‌：List.of()、Set.of()、Map.of()。
‌示例‌：
List<String> names = List.of("Alice", "Bob", "Charlie");
Set<Integer> numbers = Set.of(1, 2, 3);
Map<String, Integer> scores = Map.of("Alice", 90, "Bob", 85);
‌4. 接口私有方法‌
‌理解‌：接口中可定义私有辅助方法，减少代码重复。
‌用法‌：在接口中使用private修饰方法。
‌示例‌：
interface Logger {default void logInfo(String message) {log(message, "INFO");}private void log(String message, String level) {System.out.println(level + ": " + message);}
}
5. 改进的Stream API‌
‌理解‌：新增takeWhile、dropWhile等方法，增强流控制。
‌用法‌：结合Stream操作。
‌示例‌：
List<Integer> numbers = List.of(1, 2, 3, 4, 5);
List<Integer> result = numbers.stream().takeWhile(n -> n < 4) // 取元素直到条件不满足.collect(Collectors.toList()); // [1, 2, 3]
‌6. 多版本兼容JAR‌
‌理解‌：同一JAR包支持不同Java版本的类文件。
‌用法‌：在MANIFEST.MF中指定Multi-Release: true，目录结构为：
META-INF/versions/9/com/example/MyClass.class
‌7. 改进的Optional‌
‌理解‌：新增ifPresentOrElse、or等方法。
‌用法‌：更灵活处理空值。
‌示例‌：
Optional<String> name = Optional.ofNullable(getName());
name.ifPresentOrElse(System.out::println,() -> System.out.println("Name not found")
);
9. 进程API改进‌
‌理解‌：更强大的进程管理和信息获取。
‌用法‌：通过ProcessHandle获取进程信息。
‌示例‌：
ProcessHandle.current().pid(); // 获取当前进程ID
ProcessHandle.allProcesses()   // 列出所有进程.filter(p -> p.info().command().orElse("").contains("java")).forEach(p -> System.out.println(p.pid()));
10. 响应式流（Flow API）‌
‌理解‌：支持响应式编程的标准接口（Publisher/Subscriber）。
‌用法‌：实现背压控制的异步数据流。
‌示例‌：
SubmissionPublisher<String> publisher = new SubmissionPublisher<>();
publisher.subscribe(new Subscriber<>() {public void onSubscribe(Subscription s) { s.request(1); }public void onNext(String item) { System.out.println(item); }public void onError(Throwable t) { t.printStackTrace(); }public void onComplete() { System.out.println("Done"); }
});
publisher.submit("Hello");

Java10

1. 局部变量类型推断（var）‌
‌理解‌：允许开发者用var声明局部变量，编译器自动推断类型（仅限局部变量，非字段或方法参数）。
‌用法‌：var variable = value;
‌示例‌：
// 传统写法
List<String> names = new ArrayList<>();// Java 10简化
var names = new ArrayList<String>();
var stream = names.stream(); // 自动推断为Stream<String>
‌2. 不可变集合的增强（CopyOf）‌
‌理解‌：List.copyOf()、Set.copyOf()等方法快速创建不可变集合副本。
‌用法‌：基于现有集合生成不可变副本。
‌示例‌：
List<String> original = List.of("A", "B");
List<String> copy = List.copyOf(original); // 不可变副本
‌3. Optional.orElseThrow()‌
‌理解‌：Optional新增无参方法，语义等同于get()但更直观。
‌用法‌：替代get()，明确表示可能抛出异常。
‌示例‌：
Optional<String> name = Optional.ofNullable(getName());
String result = name.orElseThrow(); // 若为null抛出NoSuchElementException
‌4. 并行全垃圾回收器（G1）‌
‌理解‌：G1垃圾回收器在Full GC时改为并行处理，减少停顿时间。
‌用法‌：无需代码调整，JVM自动优化（需启用G1：-XX:+UseG1GC）。
‌5. 线程本地握手（Thread-Local Handshake）‌
‌理解‌：允许在不暂停所有线程的情况下执行线程回调，提升JVM调试和控制能力。
‌用法‌：JVM内部特性，开发者无需直接干预。
‌6. 根证书认证‌
‌理解‌：JDK默认包含CA根证书，支持TLS安全通信。
‌用法‌：自动生效，如HttpsURLConnection无需手动配置证书。
‌7. 应用类数据共享（AppCDS）‌
‌理解‌：扩展类数据共享至应用类，加速启动时间。
‌用法‌：需两步操作：
生成共享存档：java -Xshare:dump
运行应用时加载：java -Xshare:on MyApp
‌8. 基于时间的版本号‌
‌理解‌：版本号改为基于发布周期（如10.0.1），非之前的1.8.0_291格式。

‌总结‌
‌核心特性‌：var局部变量类型推断是开发者最直接可用的特性。
‌性能优化‌：G1并行化和AppCDS提升运行时效率。
‌安全增强‌：根证书支持开箱即用的TLS安全。
‌不可变集合‌：copyOf()方法简化防御性编程。

Java11

‌1. HTTP Client API（正式版）‌
‌理解‌：标准化Java 9引入的HTTP/2客户端，支持同步/异步请求。
‌用法‌：通过HttpClient发送请求，支持链式调用。
‌示例‌：
HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder().uri(URI.create("https://example.com")).GET().build();
// 同步请求
HttpResponse<String> response = client.send(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
System.out.println(response.body());// 异步请求
client.sendAsync(request, HttpResponse.BodyHandlers.ofString()).thenApply(HttpResponse::body).thenAccept(System.out::println);
‌2. 局部变量类型推断增强（var for Lambda参数）‌
‌理解‌：允许在Lambda表达式中使用var声明参数（需显式注解@NonNull等）。
‌用法‌：需结合注解使用。
‌示例‌：
List<String> names = List.of("Alice", "Bob");
names.forEach((@NonNull var name) -> System.out.println(name));
‌3. 字符串增强方法‌
‌理解‌：新增isBlank()、lines()、repeat()等方法。
‌用法‌：
String str = "  ";
System.out.println(str.isBlank()); // trueString multiLine = "A\nB\nC";
multiLine.lines().forEach(System.out::println); // 逐行输出String repeated = "Java".repeat(3); // "JavaJavaJava"
4. 新的文件读写方法（Files类）‌
‌理解‌：Files.writeString()和Files.readString()简化文本文件操作。
‌用法‌：
Path path = Path.of("test.txt");
// 写入
Files.writeString(path, "Hello Java 11", StandardCharsets.UTF_8);
// 读取
String content = Files.readString(path);
‌5. 启动单文件源代码程序‌
‌理解‌：直接运行.java文件（无需先编译）。
‌用法‌：
# 直接运行（隐式编译）
java HelloWorld.java
‌6. Epsilon垃圾回收器‌
‌理解‌：无内存回收的GC，适用于性能测试或短生命周期应用。
‌用法‌：启动参数添加-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseEpsilonGC。

‌7. 嵌套访问控制（Nest-Based Access Control）‌
‌理解‌：JVM内部优化，允许嵌套类直接访问彼此的私有成员。
‌示例‌：
class Outer {private void outerMethod() {}class Inner {void innerMethod() {outerMethod(); // Java 11允许直接访问}}
}
‌8. 动态类文件常量（JEP 309）‌
‌理解‌：JVM新增CONSTANT_Dynamic常量池类型，提升动态语言支持。

‌9. 移除模块和特性‌
‌理解‌：移除Java EE和CORBA模块（如javax.xml.ws），需手动添加依赖。

‌10. Flight Recorder（JFR）开源‌
‌理解‌：原商业版JFR成为开源功能，用于低开销性能监控。
‌用法‌：启动参数添加-XX:StartFlightRecording。

Java12-16

以下是Java 12到16的核心特性详解，按版本分类说明：

‌Java 12（2019年3月）‌
1. Switch表达式（预览）
‌理解‌：简化switch语法，支持返回值和多标签匹配。
‌用法‌：
int day = 3; String dayType = switch (day) { case 1, 2, 3, 4, 5 -> "Weekday"; case 6, 7 -> "Weekend"; default -> throw new IllegalArgumentException(); };
2. Shenandoah GC（实验性）
‌理解‌：低停顿时间的垃圾回收器，适合大堆内存应用。
‌用法‌：启动参数添加-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseShenandoahGC。
3. Microbenchmark Suite（JMH集成）
‌理解‌：JDK内置微基准测试工具。
‌用法‌：通过jdk.test.lib.包编写性能测试。

‌Java 13（2019年9月）‌
1. 文本块（预览）
‌理解‌：简化多行字符串书写，避免转义符。
‌用法‌：
String json = """ { "name": "Java", "version": 13 } """;
2. 动态CDS归档
‌理解‌：优化类数据共享，减少启动时间。
‌用法‌：运行应用时添加-XX:ArchiveClassesAtExit=<file>。
3. Socket API重构
‌理解‌：底层NIO实现优化，提升性能。

‌Java 14（2020年3月）‌
1. instanceof模式匹配（预览）
‌理解‌：直接类型转换，减少冗余代码。
‌用法‌：
if (obj instanceof String s) { System.out.println(s.length()); // 直接使用s }
2. Record类（预览）
‌理解‌：简化不可变数据类的定义。
‌用法‌：
record Point(int x, int y) {} Point p = new Point(1, 2); System.out.println(p.x()); // 自动生成getter
3. NullPointerException增强
‌理解‌：明确提示NPE发生的具体变量。
‌输出示例‌：
Cannot invoke "String.length()" because "foo.bar" is null

‌Java 15（2020年9月）‌
1. 密封类（Sealed Classes，预览）
‌理解‌：限制类的继承关系。
‌用法‌：
public sealed class Shape permits Circle, Square {} final class Circle extends Shape {} final class Square extends Shape {}
2. 隐藏类（Hidden Classes）
‌理解‌：动态生成类且不暴露给外部，适合框架使用。
3. ZGC（生产就绪）
‌理解‌：可扩展低延迟GC，默认支持。
‌用法‌：-XX:+UseZGC。

‌Java 16（2021年3月）‌
1. Record类（正式版）
‌用法‌：同Java 14，移除preview标记。
2. 模式匹配instanceof（正式版）
‌用法‌：同Java 14，移除preview标记。
3. Stream.toList()快捷方法
‌理解‌：简化Stream转List操作。
‌用法‌：
List<String> list = Stream.of("a", "b").toList();
4. Unix域套接字通道
‌理解‌：支持本地进程间通信。
‌用法‌：通过java.nio.channels包操作。

‌总结‌
‌语法糖‌：switch表达式、文本块、record类显著提升开发效率。
‌性能优化‌：ZGC/Shenandoah GC适合低延迟场景。
‌工具链‌：动态CDS和JMH增强调试能力。
‌稳定性‌：Java 16将多项预览特性转为正式功能。
各版本均需通过--enable-preview启用预览特性（如Java 14的record）。生产环境推荐使用LTS版本（如Java 11/17）。

Java17

1. 密封类（Sealed Classes，正式版）‌
‌理解‌：限制类的继承关系，明确声明哪些类可以继承或实现它。
‌用法‌：
public sealed class Shape permits Circle, Square { // 父类定义 } final class Circle extends Shape {} // 允许的子类 final class Square extends Shape {} // 允许的子类

‌2. 模式匹配instanceof（正式版）‌
‌理解‌：简化类型检查和类型转换，减少冗余代码。
‌用法‌：
if (obj instanceof String s) { System.out.println(s.length()); // 直接使用s }

‌3. 文本块（正式版）‌
‌理解‌：多行字符串无需转义，保留原始格式。
‌用法‌：
String json = """ { "name": "Java", "version": 17 } """;

‌4. Switch表达式增强（正式版）‌
‌理解‌：支持箭头语法和返回值，避免break漏写问题。
‌用法‌：
String dayType = switch (day) { case 1, 2, 3 -> "Weekday"; case 6, 7 -> "Weekend"; default -> "Unknown"; };

‌5. 新的垃圾回收器（ZGC/Shenandoah GC）‌
‌理解‌：
‌ZGC‌：低延迟GC（默认支持），最大停顿时间<1ms。
‌Shenandoah‌：低停顿GC，适合大堆内存。
‌用法‌：启动参数添加：
ZGC: -XX:+UseZGC
Shenandoah: -XX:+UseShenandoahGC

‌6. 移除实验性AOT和JIT编译器‌
‌理解‌：移除GraalVM的实验性支持，需单独安装GraalVM使用。

‌7. 外部函数和内存API（孵化器模块）‌
‌理解‌：替代JNI，安全调用本地代码（如C/C++）。
‌用法‌（需启用孵化模块）：
import jdk.incubator.foreign.*; try (MemorySegment segment = MemorySegment.allocateNative(100)) { // 操作本地内存 }
运行命令：java --add-modules jdk.incubator.foreign ...

‌8. 伪随机数生成器（新API）‌
‌理解‌：提供更灵活的随机数生成器（如RandomGenerator）。
‌用法‌：
RandomGenerator generator = RandomGenerator.getDefault(); int randomNum = generator.nextInt(100);

‌9. 弃用Applet API‌
‌理解‌：彻底移除对Java Applet的支持。
‌10. 强封装JDK内部API‌
‌理解‌：默认禁止反射访问JDK内部API（如sun.misc），需通过--add-opens显式授权。

‌总结‌
‌语法增强‌：密封类、模式匹配、文本块显著提升代码简洁性。
‌性能工具‌：ZGC/Shenandoah GC适合高吞吐或低延迟场景。
‌兼容性‌：注意强封装和移除特性对旧项目的影响。
‌生产推荐‌：Java 17是LTS版本，建议优先采用。

Java18-20

以下是Java 18到20的核心特性详解，按版本分类说明：

‌Java 18（2022年3月）‌
1. 默认UTF-8字符集
‌理解‌：所有Java API默认使用UTF-8编码，避免跨平台乱码问题。
‌用法‌：无需额外配置，String.getBytes()等操作默认按UTF-8处理。
2. 简易Web服务器（jwebserver）
‌理解‌：内置命令行工具，快速启动静态文件服务器。
‌用法‌：
jwebserver -p 8000 -d /path/to/files
3. 模式匹配增强（第二次预览）
‌理解‌：支持switch中的模式匹配和类型推断。
‌用法‌：
Object obj = "Java"; switch (obj) { case String s -> System.out.println(s.length()); case Integer i -> System.out.println(i * 2); default -> {} }

‌Java 19（2022年9月）‌
1. 虚拟线程（预览）
‌理解‌：轻量级线程（协程），大幅提升并发性能。
‌用法‌：
try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) { executor.submit(() -> System.out.println("Virtual Thread")); }
2. 结构化并发（孵化器）
‌理解‌：简化多线程任务的生命周期管理。
‌用法‌：
try (var scope = new StructuredTaskScope.ShutdownOnFailure()) { Future<String> future = scope.fork(() -> "Result"); scope.join(); System.out.println(future.resultNow()); }
3. 外部函数与内存API（第三次预览）
‌理解‌：替代JNI的安全本地代码调用（同Java 17）。

‌Java 20（2023年3月）‌
1. 记录模式（Record Patterns，预览）
‌理解‌：解构record类的值，类似模式匹配。
‌用法‌：
record Point(int x, int y) {} Point p = new Point(1, 2); if (p instanceof Point(int x, int y)) { System.out.println(x + "," + y); // 输出: 1,2 }
2. 虚拟线程（第二次预览）
‌用法‌：同Java 19，优化了性能。
3. Scoped Values（孵化器）
‌理解‌：线程内共享不可变数据，替代ThreadLocal。
‌用法‌：
final static ScopedValue<String> USER = ScopedValue.newInstance(); ScopedValue.runWhere(USER, "Alice", () -> { System.out.println(USER.get()); // 输出: Alice });

‌总结‌
‌并发革命‌：虚拟线程（Java 19+）是最大亮点，适合高并发场景。
‌语法糖‌：记录模式（Java 20）和模式匹配持续增强代码简洁性。
‌工具链‌：jwebserver（Java 18）方便开发测试。
‌实验特性‌：结构化并发和Scoped Values需谨慎评估。
所有预览特性需通过--enable-preview启用，例如：
javac --release 20 --enable-preview Main.java java --enable-preview Main
Java 17仍是当前推荐的生产环境LTS版本，新特性建议在非关键项目试用。

Java21

以下是Java 21（2023年9月发布，LTS版本）的核心特性详解，包含理解、用法和代码示例：

‌1. 虚拟线程（正式版）‌
‌理解‌：轻量级线程（协程），由JVM管理而非操作系统，可创建数百万个线程而不会耗尽资源。
‌用法‌：
try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) { executor.submit(() -> System.out.println("Hello from virtual thread"));
}

‌2. 记录模式（Record Patterns，正式版）‌
‌理解‌：解构record类的值，结合instanceof或switch使用。
‌用法‌：
record Point(int x, int y) {}
Point p = new Point(1, 2);
if (p instanceof Point(int x, int y)) {
System.out.println(x + "," + y); // 输出: 1,2
}

‌3. 模式匹配switch（正式版）‌
‌理解‌：switch支持类型匹配和复杂条件判断。
‌用法‌：
Object obj = "Java";
String result = switch (obj) {
case Integer i -> "Number: " + i;
case String s when s.length() > 3 -> "Long string";
case String s -> "String: " + s;
default -> "Unknown";
};

‌4. 字符串模板（预览）‌
‌理解‌：简化字符串拼接，支持内嵌表达式。
‌用法‌（需--enable-preview）：
String name = "Java";
String message = STR."Hello \{name}!"; // 输出: Hello Java!

‌5. 分代ZGC（正式版）‌
‌理解‌：ZGC新增分代垃圾回收，降低年轻代回收开销。
‌用法‌：启动参数添加-XX:+UseZGC -XX:+ZGenerational。

‌6. 有序集合（Sequenced Collections）‌
‌理解‌：为集合（如List、Deque）添加统一的首尾操作API。
‌用法‌：
SequencedCollection<String> list = new ArrayList<>();
list.addFirst("First"); // 添加到开头
list.getLast(); // 获取末尾元素

‌7. 外部函数与内存API（正式版）‌
‌理解‌：替代JNI的安全本地代码调用。
‌用法‌：
try (Arena arena = Arena.ofConfined()) {
MemorySegment segment = arena.allocate(100);
segment.set(ValueLayout.JAVA_INT, 0, 42); // 写入数据
}

‌8. 弃用Windows 32位安装包‌
‌理解‌：不再提供32位Windows的JDK安装包。

‌9. 密钥封装机制API（KEM）‌
‌理解‌：支持量子安全的加密算法（如RSA-KEM）。
‌用法‌：
KeyPairGenerator kpg = KeyPairGenerator.getInstance("X25519");
KeyPair kp = kpg.generateKeyPair();
KEM kem = KEM.getInstance("DHKEM");
KEM.Encapsulated e = kem.encapsulate(kp.getPublic());
byte[] secret = e.secret(); // 共享密钥

‌总结‌
‌并发革命‌：虚拟线程是核心特性，适合高并发微服务。
‌语法增强‌：记录模式、模式匹配switch提升代码简洁性。
‌安全与性能‌：分代ZGC和KEM API强化安全与效率。
‌预览特性‌：字符串模板需手动启用预览功能。
生产环境推荐Java 21（LTS），预览特性需通过以下参数启用：
javac --release 21 --enable-preview Main.java java --enable-preview Main

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Java8

1. Lambda表达式‌

‌2. Stream API‌

‌3. 方法引用‌

‌4. 默认方法（Default Methods）‌

‌5. Optional类‌

‌6. 新的日期时间API（java.time）‌

‌7. 函数式接口（@FunctionalInterface）‌

8. 并行流（Parallel Stream）‌

Java 8并行流特性详解

Java9

‌1. 模块系统（JPMS）‌

2. JShell（REPL工具）‌

3. 集合工厂方法‌

‌4. 接口私有方法‌

5. 改进的Stream API‌

‌6. 多版本兼容JAR‌

‌7. 改进的Optional‌

9. 进程API改进‌

10. 响应式流（Flow API）‌

Java10

1. 局部变量类型推断（var）‌

‌2. 不可变集合的增强（CopyOf）‌

‌3. Optional.orElseThrow()‌

‌4. 并行全垃圾回收器（G1）‌

‌5. 线程本地握手（Thread-Local Handshake）‌

‌6. 根证书认证‌

‌7. 应用类数据共享（AppCDS）‌

‌8. 基于时间的版本号‌

‌总结‌

Java11

‌1. HTTP Client API（正式版）‌

‌2. 局部变量类型推断增强（var for Lambda参数）‌

‌3. 字符串增强方法‌

4. 新的文件读写方法（Files类）‌

‌5. 启动单文件源代码程序‌

‌6. Epsilon垃圾回收器‌

‌7. 嵌套访问控制（Nest-Based Access Control）‌

‌8. 动态类文件常量（JEP 309）‌

‌9. 移除模块和特性‌

‌10. Flight Recorder（JFR）开源‌

Java12-16

‌Java 12（2019年3月）‌

1. Switch表达式（预览）

2. Shenandoah GC（实验性）

3. Microbenchmark Suite（JMH集成）

‌Java 13（2019年9月）‌

1. 文本块（预览）

2. 动态CDS归档

3. Socket API重构

‌Java 14（2020年3月）‌

1. instanceof模式匹配（预览）

2. Record类（预览）

3. NullPointerException增强

‌Java 15（2020年9月）‌

1. 密封类（Sealed Classes，预览）

2. 隐藏类（Hidden Classes）

3. ZGC（生产就绪）

‌Java 16（2021年3月）‌

1. Record类（正式版）

2. 模式匹配instanceof（正式版）

3. Stream.toList()快捷方法

4. Unix域套接字通道

‌总结‌

Java17

1. 密封类（Sealed Classes，正式版）‌

‌2. 模式匹配instanceof（正式版）‌

‌3. 文本块（正式版）‌

‌4. Switch表达式增强（正式版）‌

‌5. 新的垃圾回收器（ZGC/Shenandoah GC）‌

‌6. 移除实验性AOT和JIT编译器‌

‌7. 外部函数和内存API（孵化器模块）‌

‌8. 伪随机数生成器（新API）‌

‌9. 弃用Applet API‌

‌10. 强封装JDK内部API‌

‌总结‌

Java18-20

‌Java 18（2022年3月）‌

1. 默认UTF-8字符集

2. 简易Web服务器（jwebserver）